基于有限元仿真的挡土墙墙顶护栏车辆撞击分析

来源：济南大学学报·自然科学版杂志2022年第04期北京时间：

作者：石雪飞,苏昶,张浩

摘要：随着高速公路车辆撞击护栏事故的增多，为了缓冲和消散挡土墙结构所受墙顶护栏的车辆撞击力，提出护栏与挡土墙的分离式设计方案；依托沈阳至海口国家高速公路汕尾陆丰至深圳龙岗段改扩建工程，利用显式动力有限元仿真方法，从能量变化、挡土墙位移等方面进行动力响应计算与分析，提取挡土墙结构的内力效应，并采用静力等效方法进行结构承载能力安全性分析，针对分离间距和挡土墙节段间连接等开展参数化分析。结果表明：墙顶护栏与挡土墙之间的缓冲土体可以较好地消散车辆对护栏的水平撞击力，挡土墙结构在车辆对护栏的水平撞击力偶然组合下满足极限状态承载能力要求；随着分离间距的增加，缓冲土体对车辆撞击力的消散作用逐渐增强，可有效减弱挡土墙面板和底板的弯曲效应，而挡土墙节段间的连接仅可有效减弱挡土墙底板的弯曲效应，对面板的弯曲效应影响较小。

关键词：节段式挡土墙;有限元仿真;分离式护栏;车辆撞击;动力响应;参数分析

基金资助：国家重点研发计划项目(2018YFC0809606);; 广东省高速公路改扩建关键技术研究课题项目(JG2019-6242)